钢结构论文

钢（steel)是铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可分的。

早在公元前2000年前，在人类古文明的发祥地之一的美索不达米亚平原（位于现代伊拉克境内的幼发拉底河和底格里斯河之间）就出现了早期的炼铁术。

我国也是较早发明炼铁技术的国家之一，在河南辉县等地出土的大批战国时代（公元475—前221年）的铁制生产工具说明，早在战国时期，我国的炼铁技术已经很盛行了。

公元65年（汉明帝时代），已成功地用锻铁为环，相扣成链，
建成了世界上最早的铁链悬桥——兰津桥。

此后，为了便利交通，跨越深谷，曾陆续建造了数十座铁链桥。

其中跨度最大的为17058（清康熙四十四年）建成的四川泸定大渡河桥，桥宽2．8m,跨长100m，由9根桥面铁链和4根桥栏铁链构成，两端系于直径20cm、长4m的生铁铸成的锚桩上。

该桥比美洲1801年才建造的跨长23m的铁索桥早了近百年，比号称世界最早的英格兰跨长30m铸铁拱桥也早74年。

除鉄悬桥外，我国古代还建有许多铁建筑物，如公元694年（周武氏十一年）在洛阳建成的“天枢”，高35m，直径4m，顶有直径为11．3m的“腾云承露盘”，底部有直径约16．7m 用来保持天枢稳定的“铁山”，相当符合力学原理。

又如公元1061年(宋代）在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔，目前依然存在。

所有这些都表明，我们中华民族对铁结构的应用，曾经居于世界领先地位。

由于我国长期处于封建主义统治之下，束缚了生产力的发展。

，1840年鸦片战争以后，更沦为半封建半殖民地国家，经济凋敝，工业落后，古代在铁结构方面的技术优势早已丧失殆尽。

我国在1907年才建成了汉阳钢铁厂，年产钢只有0．85吨。

日本帝国主义侵略中国期间，曾在东北的鞍山、本溪建设了几个钢铁企业，疯狂掠夺我国的宝贵资源。

1943年是我国历史上钢铁产量最高的一年，生产生铁180万吨，
钢90万吨，绝大部分是在东北生产的。

这些钢铁很少用于建设，大部分被日本帝国主义用于反动的侵略战争。

新中国成立后，随着经济建设的发展，钢结构曾起过重要作用，如第一个五年计划期间，建设了一大批钢结构厂房、桥梁。

但由于受到钢产量的制约，在其后很长一段时间内，钢结构被限制使用在其它结构不能替代的重大工程项目中，在一定程度上，影响了钢结构的发展。

子1978年我国实行改革开放政策以来，经济获得了飞速的发展，钢产量逐年增加。

子1996年超过1亿吨以来，一直位列世界产钢的首位，2003年更达到创纪录的2．2亿吨，逐步改变着钢材供不应求的局面。

我国的钢结构技术政策，也从“限制使用”改为积极合理地推广应用。

近年来，随着市场经济的不断完善，钢结构制作和安装企业像雨后春笋般在全国各地涌现，外国著名结构厂商也纷纷打入中国市场。

在多年工程实践和科学研究的基础上，我国新的《钢结构设计规范》GB50017和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018也以发布实施。

所有这些，为钢结构在我国的快速发展创造了条件。

当前，我国建筑业发展的总目标是：提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平，达到在国际建筑市场中具有较强的竞争能力，并充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用，到2010年使建筑业成为名副其实的国民经济支柱产业。

建筑业要带动相关产业发展，加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。

钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。

最近在我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化，钢结构以其自身的优越性引起业内关注，已经在工程中得到合理的、迅速的应用。

高层建筑钢结构近年来雨后春笋般的拔地而起，发展很迅速。

我国80年代建成的11幢高层建筑钢结构最高为208米，而90年代以来正在建造或设计的高层建筑钢结构共约32幢，最高的达420米（已建）和460米（设计）。

最近在大连兴建的高度200米的远洋大厦钢结构，设计、制造、安装和材料全部是由国内承担和供应的，这说明完全由我国自己来建造超高层钢结构是可以做到的。

(J4_p&kl)X5P 大跨度空间钢结构最先让人们了解的是网架工程，其发展的速度较快，计算也比较成熟，国内有许多专用网架计算和绘图程序，是其迅速发展的重要原因。

网壳在我国已在应用，已建成的网壳工程以球面和柱面较多，还有双曲抛物面、双曲扁壳等形式。

它比网架又有许多优点，特别是在超大跨度时。

悬索及斜拉结构、膜和索膜结构在国内应用也较多，主要用于体育馆、车站等大空间公共建筑中。

其他大跨度空间钢结构还包括立体桁架、预应力拱结构、弓式结构、悬吊结构、网格结构、索杆杂交结构、索穹顶结构等在全国各地均有实例。

轻钢结构是近十年来发展最快的领域，在美国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。

这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。

轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种的低层、多层和
高层的设计方案和实例。

因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。

尽管钢结构产业在我国有了可喜的进步，但是发展力度远远不够。

一是世界各国建筑业都是钢材的主要用户之一，工业发达国家在其建筑业的增长时期基本建设用钢量一般占钢
材总量的30%以上，而我国目前建筑用钢量只达到22~26%。

这5%~6%的差距主要在于我国房屋结构的用钢量还比较少。

二是虽然行业管理部门和社会各界都在强调发展钢结构建筑，但由于多年以来钢结构的发展较钢筋混凝土结构慢，人们对此还不很熟悉，对钢结构建筑多方面的优越性认识不够，一些工程还不能采用最优方案的钢结构体系，存在着转变观念的问题。

三是对于业主和设计单位，钢结构正逐步改变着传统建筑设计理念，这需要我们结构设计人员不断充实钢结构设计思维，学习先进的设计经验，突破传统结构约束，来不断适应新形势的要求。

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尽管目前还存在着种种不尽人意或有待提高的方面，但钢结构的发展潜力巨大，前景广阔。

我国20年来的改革开放和经济发展，已经为钢结构体系的应用创造极为有利的发展环境。

首先，从发展钢结构的主要物质基础来看，自1996
年开始我国钢的总产值就已超过1亿吨，居世界首位。

而且随着钢材产量和质量持续提高，其价格正逐步下降，钢结构
的造价也相应有较大幅度的降低。

与之相应的是，钢结构配套的新型建材也得到了迅速发展。

其次，从发展钢结构的技术基础来看，在普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、网架结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土组合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨（型钢）混凝土结构等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准已发行20余本。

有关钢结构的规范规程的不断完善为钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础，为设计提供了依据。

第三，从发展钢结构的人才素质来看，经过几年来的发展，专业钢结构设计人员已经形成一定的规模，而且他们的专业素质在实践中得到不断提高。

而随着计算机在工程设计中的普遍应用，国内外钢结构设计软件发展迅猛，软件功能日臻完善，为协助设计人员完成结构分析设计，施工图绘制提供了极大的便利条件。

随着社会分工的不断细化，钢结构设计也必将走向专业化发展的道路。

专业钢结构设计也可弥补由于不熟悉钢结构形式而无法优化结构设计方案的问题。

作者所在的单位在中国建筑金属结构协会钢结构委员会的关怀支持下于1997年正式成立华特钢结构设计研究中心。

本着将钢结构专业化发展的方针，经过几年的探索和实践，在钢结构领域不断积累设计经验，努力为钢结构在建筑业的推广做出应有的贡献。

为了加快建筑业的发展，我们希望社会各界，尤其是广大
的房地产开发商、设计单位的建筑师们能率先采用钢结构这种结构型式，从而从根本上促进建筑用钢。

以建筑钢结构带动冶金及相关行业的发展，从而有利于保持国民经济的持续稳定增长。

我们相信，只要加强领导，合理规划，积极组织，政府、行业、企业共同努力，产、学、研紧密结合协作，钢结构产业更加兴旺发展的新局面就在眼前。